專利名稱：帶狀材料分配裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種用于將帶狀材料(例如層合機(jī)或波紋機(jī)中的紙類材料)分配到移動(dòng)基板上的設(shè)備。2.相關(guān)領(lǐng)域 美國專利No. 6，705，500、No. 5，759，339、No. 7，222，653 和 No. 7，255，255，以及加拿大專利No. 2，342，495公開了帶狀材料分配機(jī)的實(shí)施例。

發(fā)明內(nèi)容
在本文所公開的一個(gè)實(shí)施例中，描述了用于將帶狀材料分配到一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)基板上的設(shè)備。該設(shè)備包括橫向于基板路徑延伸的機(jī)架，所述機(jī)架支承至少一個(gè)導(dǎo)向臂和一個(gè)導(dǎo)向臂定位系統(tǒng)。每個(gè)導(dǎo)向臂都包括用于分配帶狀材料的裝置，并且可以通過導(dǎo)向臂定位系統(tǒng)沿著機(jī)架獨(dú)立地移動(dòng)。導(dǎo)向臂定位系統(tǒng)包括至少一個(gè)連接到機(jī)架第一末端的曲柄軸，使得每個(gè)曲柄軸可以圍繞每個(gè)曲柄軸的獨(dú)立軸線旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)向臂定位系統(tǒng)還包括至少一個(gè)連接到每個(gè)曲柄軸以及對(duì)應(yīng)導(dǎo)向臂的摩擦驅(qū)動(dòng)裝置，其中每個(gè)摩擦驅(qū)動(dòng)裝置均依靠兩個(gè)表面之間的摩擦接觸將曲柄軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為導(dǎo)向臂的線性運(yùn)動(dòng)。每個(gè)導(dǎo)向臂能夠通過對(duì)應(yīng)曲柄軸的旋轉(zhuǎn)而沿著機(jī)架獨(dú)立地移動(dòng)。每個(gè)摩擦驅(qū)動(dòng)裝置可包括一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)皮帶輪和尾部皮帶輪對(duì)，以及可在每個(gè)驅(qū)動(dòng)皮帶輪和尾部皮帶輪對(duì)周圍延伸并且固定到兩者間導(dǎo)向臂的纜線。另外可包括摩擦制動(dòng)裝置，以將導(dǎo)向臂固定就位，所述摩擦制動(dòng)裝置可包括可壓貼驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的元件以采用摩擦方式抑制其運(yùn)動(dòng)的多種構(gòu)件。所述設(shè)備也可包括導(dǎo)向臂位置反饋系統(tǒng)，所述系統(tǒng)可包括附接到每個(gè)導(dǎo)向臂的磁鐵以及附接到機(jī)架的傳感器，它們與遠(yuǎn)程控制面板進(jìn)行交互以測量并顯示導(dǎo)向臂的位置。所述設(shè)備還可包括基板跟蹤和調(diào)整系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括控制器、致動(dòng)器和傳感器，它們可在基板從正?；迓窂揭粋?cè)移動(dòng)到另一側(cè)時(shí)跟蹤基板的位置并且自動(dòng)調(diào)整機(jī)架的位置以匹配。在一個(gè)實(shí)施例中，線性致動(dòng)器響應(yīng)來自基板傳感器裝置的信號(hào)能夠調(diào)整機(jī)架相對(duì)于基板的橫向位置，從而同時(shí)調(diào)整所有安裝的導(dǎo)向臂。傳感器可感測基板位置并將位置信息傳輸?shù)娇刂破鳎刂破骺上蛑聞?dòng)器發(fā)送命令信號(hào)以將機(jī)架移至與基板位置對(duì)齊。機(jī)架移動(dòng)時(shí)，該機(jī)架所支承的導(dǎo)向臂也會(huì)移動(dòng)。這種感測、比較和調(diào)整循環(huán)可重復(fù)進(jìn)行，以將機(jī)架和導(dǎo)向臂保持在相對(duì)于基板的所需位置。本文還公開了一種方法，其包括用于準(zhǔn)備將帶狀材料分配到移動(dòng)基板上的三個(gè)步驟。步驟一包括轉(zhuǎn)動(dòng)連接到機(jī)架第一末端的至少一個(gè)曲柄軸，使得每個(gè)曲柄軸可圍繞該曲柄軸的獨(dú)立軸線旋轉(zhuǎn)，所述機(jī)架橫向于基板路徑延伸，每個(gè)正旋轉(zhuǎn)的曲柄軸從而致動(dòng)摩擦驅(qū)動(dòng)裝置，一個(gè)摩擦驅(qū)動(dòng)裝置連接到每個(gè)曲柄軸和對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向臂，每個(gè)摩擦驅(qū)動(dòng)裝置依靠兩個(gè)表面之間的摩擦接觸將曲柄軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為導(dǎo)向臂的線性運(yùn)動(dòng)，每個(gè)摩擦驅(qū)動(dòng)裝置從而沿著機(jī)架將對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向臂移至所需位置，每個(gè)導(dǎo)向臂具有可移動(dòng)地將導(dǎo)向臂連接到機(jī)架的支承裝置和用于將帶狀材料分配到基板上的分配裝置。步驟二包括使用導(dǎo)向臂位置反饋裝置自動(dòng)地確定每個(gè)導(dǎo)向臂相對(duì)于預(yù)定位置的橫向位置、并將該位置顯示在顯示裝置上。步驟三包括重復(fù)步驟一和步驟二，直至顯示裝置顯示導(dǎo)向臂到達(dá)所需位置。


圖I為安裝在基板加工機(jī)中的帶狀材料分配和定位設(shè)備的俯視平面圖。圖2為圖I設(shè)備的等軸視圖。
圖3a為圖I設(shè)備的內(nèi)部元件中一部分的詳細(xì)等軸視圖。圖3b為圖I設(shè)備的詳細(xì)橫截面端視圖。圖4為圖I設(shè)備的導(dǎo)向臂的多種正交視圖。圖5為圖I設(shè)備的分解等軸視圖。圖6為圖I設(shè)備的使用者端的分解等軸視圖。圖7a為圖I設(shè)備的尾端的分解等軸視圖。圖7b為圖I設(shè)備的尾端的橫截面端視圖。圖8a為圖I設(shè)備的制動(dòng)系統(tǒng)的橫截面端視圖，其中制動(dòng)系統(tǒng)未哨合。圖8b為圖I設(shè)備的制動(dòng)系統(tǒng)的橫截面端視圖，其中制動(dòng)系統(tǒng)中的個(gè)已卩齒合。圖8c為圖I設(shè)備的制動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)件的詳細(xì)側(cè)視圖。圖9為圖I設(shè)備的可供選擇制動(dòng)系統(tǒng)的橫截面端視圖。圖10為圖I設(shè)備的可供選擇制動(dòng)系統(tǒng)的分解等軸視圖。圖11為圖10的制動(dòng)系統(tǒng)的等軸視圖。圖12為圖I設(shè)備的另一個(gè)可供選擇制動(dòng)系統(tǒng)的等軸視圖。圖13為圖I設(shè)備的控制面板的等軸視圖。圖14為不出基板跟蹤和調(diào)整系統(tǒng)的圖I設(shè)備的側(cè)視圖。圖15為圖14的基板跟蹤和調(diào)整系統(tǒng)的詳細(xì)等軸視圖。圖16為圖14的基板跟蹤和調(diào)整系統(tǒng)的導(dǎo)向棍和一個(gè)導(dǎo)向棍托架的詳細(xì)正交視圖。圖17為圖I的設(shè)備和第二類似設(shè)備的等軸視圖，兩者均安裝在基板加工機(jī)中并將帶狀材料分配到基板上并使其位于一對(duì)移動(dòng)基板之間。
具體實(shí)施例方式本文所公開的是一種緊湊、輕巧并且底部易于移動(dòng)的設(shè)備，用于將帶狀材料分配到基板加工機(jī)中的移動(dòng)基板上。該設(shè)備包括至少一個(gè)可橫向于基板移動(dòng)方向獨(dú)立地調(diào)整的帶狀材料分配導(dǎo)向臂。帶狀材料可為例如條帶、線絲和紗線、多種卷筒材料以及多種寬度的材料、特別是包括粘合劑的條帶的帶狀材料，所述粘合劑為(例如)熱熔融粘合劑、熱熔融壓敏粘合劑、熱熔融可再濕性粘合劑、水分散性熱熔融粘合劑、可生物降解的熱熔融粘合劑或可再漿化的熱熔融粘合劑或者可熱活化粘合劑?；蹇蔀槟?、非織造織物、紙制品、紙板、紙盒坯料、紙盒用紙板、波紋紙板或其他片狀材料或卷筒材料，全部為多種寬度?；寮庸C(jī)可為加工移動(dòng)基板的波紋機(jī)、層合機(jī)、紙盒壓機(jī)、纖維增強(qiáng)材料應(yīng)用機(jī)或其他類似機(jī)器的濕部、干燥部或濕部和干燥部的兩者。在一些實(shí)施例中，基板加工機(jī)可同時(shí)加工不止一個(gè)基板,例如，一個(gè)在另一個(gè)上方，并可在加工過程中將不止一個(gè)基板組合為
單個(gè)基板。按照一個(gè)實(shí)施例，改變分配導(dǎo)向臂中的任何一者或多者的位置通過轉(zhuǎn)動(dòng)位于設(shè)備頭端的一系列曲柄軸而實(shí)現(xiàn)。移動(dòng)導(dǎo)向臂時(shí)，控制箱會(huì)精確顯不導(dǎo)向臂中每一者的位置。通過從設(shè)備的頭端移動(dòng)導(dǎo)向臂和精確讀出導(dǎo)向臂位置的這種組合，無需從基板加工機(jī)中移出·設(shè)備就可進(jìn)行設(shè)備設(shè)置和精細(xì)校正。帶狀材料的位置變化由基板上帶狀材料的所需位置和后來的基板制備決定。根據(jù)帶狀材料的強(qiáng)度，帶狀材料將作為基板的合適橫向增強(qiáng)層或充當(dāng)開口條，使得易于開啟將由基板形成的容器。如圖I和2所示，設(shè)備(通常標(biāo)為2)適于設(shè)置在基板加工機(jī)4中的多個(gè)位置處。圖I不出一個(gè)可能的位置。與設(shè)備2相對(duì)應(yīng)的設(shè)備200可另外設(shè)置在基板加工機(jī)4中，例如位于設(shè)備2的上方或下方，如圖2和17中所示。設(shè)備200可設(shè)置在基板6的相對(duì)側(cè)上，以便同時(shí)將帶狀材料8施加于基板6的另一側(cè)。在其他實(shí)施例中，設(shè)備200可被設(shè)置成將帶狀材料施加到第二基板。設(shè)備200可用于(例如)將帶狀材料施加于層合基板的不同層與層之間時(shí)，例如在制造“雙層”或“三層”波紋紙板的過程中，和/或?qū)畈牧鲜┘佑诨宓膶优c層之間和同一基板的外表面上時(shí)。由于設(shè)備2與設(shè)備200類似,因此僅僅對(duì)設(shè)備2做了進(jìn)一步描述。在一些實(shí)施例中，兩個(gè)或更多個(gè)豎式的支承塔架10可將設(shè)備2保持在地面上方所需高度處的大致水平位置。這些豎式支承塔架10中的每一個(gè)都可安裝在機(jī)輪12上以增強(qiáng)移動(dòng)性?？蓪⒃O(shè)備2和塔架10推入基板加工機(jī)4并且也可從中推出來。在一個(gè)實(shí)施例中，被推入機(jī)器4中之后，設(shè)備2的一部分(如導(dǎo)軌110)可以固定到基板加工機(jī)4上并由它支承，并且隨后可移除豎式支承塔架中的一者或多者。在另一個(gè)實(shí)施例中，豎式的支承塔架10可在操作期間將設(shè)備2保持在基板加工機(jī)4內(nèi)，并且設(shè)備2未附接到機(jī)器4。也可包括延伸構(gòu)件14以將設(shè)備2連接到豎式的支承塔架10，使得塔架可位于離層合機(jī)更遠(yuǎn)的位置。延伸構(gòu)件14的長度可以調(diào)節(jié)，并且在一個(gè)實(shí)施例中，延伸構(gòu)件14具有中空的橫截面。設(shè)備2包括細(xì)長的機(jī)架16。機(jī)架16可具有矩形的橫截面并且可由鋁構(gòu)造而成。在某些實(shí)施例中，機(jī)架16具有約5. O至7. O英寸的橫截面寬度、以及約4. 25英寸的橫截面高度。機(jī)架16支承并包封設(shè)備2的多個(gè)元件，保護(hù)它們不受淀粉和其他污染物的損害。機(jī)架16支承可沿著機(jī)架16的長度逐次安裝的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)向臂18。如圖3a和3b所示，機(jī)架16也可包括固定到機(jī)架16的導(dǎo)軌20。每個(gè)導(dǎo)向臂18可包括用于將導(dǎo)向臂18連接到導(dǎo)軌20的元件，例如低摩擦滑動(dòng)或滾動(dòng)裝置，尤其是與導(dǎo)軌20配對(duì)的線性軸承22。每個(gè)導(dǎo)向臂18可具有全范圍導(dǎo)軌20。如圖I所示，機(jī)架16和導(dǎo)軌20可橫向地延伸到基板6的邊緣之外，使得導(dǎo)向臂16可設(shè)置在基板6的邊緣之外。如圖4所示，導(dǎo)向臂18包括用于接納帶狀材料8的皮帶輪24，所述帶狀材料8可從遠(yuǎn)程供應(yīng)裝置26橫向于基板進(jìn)料給導(dǎo)向臂18并且隨后分配到基板6上，用于附著和層合到基板6。在某些實(shí)施例中，帶有安裝好的導(dǎo)向臂18和皮帶輪24的機(jī)架16可具有約12. I英寸的橫截面總寬度以及約6. 6英寸的橫截面總高度。如圖1、2和5所示，導(dǎo)向臂移動(dòng)和承載組件30可位于通常與安裝導(dǎo)向臂18的機(jī)架部分分開的機(jī)架16的末端。如圖6中所示，導(dǎo)向臂移動(dòng)和承載組件30可包括至少一個(gè)曲柄軸32、頭部皮帶輪34、纜線36和制動(dòng)系 統(tǒng)38，優(yōu)選地一系列曲柄軸32、頭部皮帶輪34、纜線36和制動(dòng)系統(tǒng)38。在一個(gè)實(shí)施例中，一系列曲柄軸32通過沿著平行的水平軸的機(jī)架16的側(cè)面42可旋轉(zhuǎn)地支承。軸對(duì)可由機(jī)架16支承，沿著相同軸線并排設(shè)置。在這種格式下，機(jī)架16的中央構(gòu)件40垂直設(shè)置在兩個(gè)曲柄軸32之間，并且支承著兩個(gè)曲柄軸32的內(nèi)端，使得它們可獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)。曲柄軸32的外端穿過機(jī)架16的相對(duì)側(cè)壁42并連接到驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)44。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)44可為手動(dòng)曲柄或自動(dòng)化裝置，例如電動(dòng)機(jī)或致動(dòng)器。頭部皮帶輪34固定于機(jī)架16內(nèi)的每個(gè)曲柄軸32上，使得頭部皮帶輪34隨著曲柄軸32旋轉(zhuǎn)。每條纜線36被固定到對(duì)應(yīng)導(dǎo)向臂18，并在頭部皮帶輪32和尾部皮帶輪46周圍形成閉環(huán)纏繞。在圖7a和7b中示出的尾部皮帶輪組件48像頭部皮帶輪34那樣在相對(duì)端由機(jī)架側(cè)壁42支承。尾部皮帶輪組件48包括一系列可獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的惰輪46，它們可安裝到與曲柄軸32平行的通用軸50上。纜線皮帶輪系統(tǒng)為摩擦驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)依靠在頭部皮帶輪34周圍拉緊的纜線36的張力來移動(dòng)導(dǎo)向臂18并將其保持在所需位置。當(dāng)導(dǎo)向臂18對(duì)纜線36施加力時(shí)，張力對(duì)于抑制纜線36在皮帶輪34上滑動(dòng)可能是必要的，這種滑動(dòng)是由(例如)來自帶狀材料8的殘余張力或起因于運(yùn)行中的帶狀材料8兩端接合的偶然拉扯而造成的。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄軸32以將導(dǎo)向臂18移至所需位置時(shí)，張力對(duì)于抑制纜線36在皮帶輪34上滑動(dòng)也可能是必要的。生成的摩擦阻力可為張力乘以纜線和皮帶輪材料之間的靜摩擦力系數(shù)的乘積。纜線36在皮帶輪34上所受的摩擦阻力以及對(duì)向皮帶輪34和張力元件之間接觸弧的角度是影響纜線皮帶輪摩擦驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和性能的主要因素。纜線皮帶輪摩擦驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的替代形式為鏈輪直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中纜線皮帶輪摩擦驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)依靠在皮帶輪周圍拉緊的纜線的張力來移動(dòng)導(dǎo)向臂并使其保持在所需位置，而鏈輪直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)依靠鏈節(jié)和鏈輪齒之間的密切聯(lián)鎖接觸來將導(dǎo)向臂移至并保持于所需位置。在這樣的直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，在將導(dǎo)向臂移至所需位置或?qū)虮蹖?duì)鏈條施加力時(shí)，不需要張力就可抑制鏈條在鏈輪上滑動(dòng)。其他直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括齒輪和螺桿驅(qū)動(dòng)，它們也依靠驅(qū)動(dòng)元件之間的密切聯(lián)鎖接觸來提供所需的原動(dòng)力。如圖6中所不,可包括一系列制動(dòng)系統(tǒng)38以將導(dǎo)向臂18沿著導(dǎo)軌20固定于所需位置。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)38包括在圖8a-8c中示出的馬蹄形構(gòu)件64，該構(gòu)件包繞在對(duì)應(yīng)的頭部皮帶輪34周圍。在致動(dòng)附接的制動(dòng)杠桿66時(shí)，此構(gòu)件會(huì)與頭部皮帶輪34發(fā)生接觸并以摩擦形式延遲頭部皮帶輪34的旋轉(zhuǎn)。馬蹄形構(gòu)件64的一端可固定到機(jī)架16，而另一端伸出機(jī)架16并連接到制動(dòng)杠桿66。如圖Sb中所示，制動(dòng)杠桿66可包括凸輪部分并可連接到機(jī)架16，使得制動(dòng)杠桿66可被驅(qū)動(dòng)，并從而推動(dòng)馬蹄形構(gòu)件64與頭部皮帶輪34接觸。制動(dòng)系統(tǒng)38可被布置用于當(dāng)致動(dòng)杠桿66時(shí)將頭部皮帶輪34固定就位并在杠桿66上沒有保持壓力的情況下使頭部皮帶輪34保持靜止。在圖9中示出的另一個(gè)實(shí)施例中，制動(dòng)系統(tǒng)38可包括類似的馬蹄形摩擦構(gòu)件64，其被(例如)彈簧68偏置以連續(xù)地壓貼頭部皮帶輪34。由偏置的摩擦構(gòu)件64和頭部皮帶輪34生成的恒定靜摩擦力可足以使導(dǎo)向臂18在操作期間受到振動(dòng)和施加于導(dǎo)向臂18的力時(shí)保持靜止。然而，該恒定摩擦力可能微弱到通過手動(dòng)或機(jī)械化轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄軸32就能克月艮。在本實(shí)施例中，操作期間無需應(yīng)用、解除或以其他方式調(diào)節(jié)制動(dòng)系統(tǒng)38。在圖10-11中示出的另一個(gè)實(shí)施例中，制動(dòng)系統(tǒng)38可包括安裝于每個(gè)曲柄軸32上的離合器制動(dòng)系統(tǒng)70。離合器制動(dòng)系統(tǒng)70可包括可旋轉(zhuǎn)地安裝于曲柄軸32上的圓盤形 背板72。一個(gè)或多個(gè)彈簧74可一端固定于背板72,并且另一端固定于離合器盤76。離合器盤76也是可旋轉(zhuǎn)地安裝在曲柄軸32上，具體位于背板72和頭部皮帶輪34之間。面向頭部皮帶輪34的離合器盤76表面排有摩擦墊78，該摩擦墊78可通過彈簧74壓貼頭部皮帶輪34的側(cè)面，如圖10中所示。當(dāng)背板72相對(duì)于機(jī)架16固定時(shí)，摩擦墊78對(duì)頭部皮帶輪34的摩擦可阻止頭部皮帶輪34轉(zhuǎn)動(dòng)，直至通過杠桿或其他裝置讓背板72脫離機(jī)架16。在圖12中示出的另一個(gè)實(shí)施例中，制動(dòng)系統(tǒng)38可包括軸制動(dòng)器80。每個(gè)曲柄軸32可在機(jī)架16的側(cè)壁42附近的位置82處具有螺紋。螺母84可擰緊到曲柄軸32上。要抑制曲柄軸32轉(zhuǎn)動(dòng)，可旋轉(zhuǎn)螺母84，使得螺母84沿著曲柄軸32移動(dòng)并且壓貼機(jī)架16的表面，例如側(cè)壁42。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)44(圖12中未示出)可連接到圖12中示出的具有正方形橫截面的曲柄軸32的端部。這些制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施例中的每一個(gè)均可形成摩擦制動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)完全或主要依靠摩擦構(gòu)件(例如馬蹄形構(gòu)件64、制動(dòng)墊78或制動(dòng)螺母84)的表面和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的移動(dòng)元件(例如頭部皮帶輪34或曲柄軸32)表面之間的摩擦力將導(dǎo)向臂18保持在其所需位置。在每個(gè)實(shí)施例中，生成以限制導(dǎo)向臂運(yùn)動(dòng)的摩擦力為施加于摩擦構(gòu)件上的法向力乘以摩擦構(gòu)件和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)元件之間的摩擦系數(shù)的乘積。法向力可由通過杠桿或彈簧系統(tǒng)之類的合適裝置傳送至摩擦構(gòu)件的手動(dòng)壓力提供。設(shè)備2可包括用于確定導(dǎo)向臂18橫向于基板6的基板移動(dòng)方向或縱向的位置的系統(tǒng)。在這樣的系統(tǒng)中，每個(gè)導(dǎo)向臂18的線性軸承22可具有與傳感器90配合的安裝于其中的磁鐵88，如圖3中所示。機(jī)架16支承傳感器90以提供關(guān)于導(dǎo)向臂18相對(duì)于機(jī)架16的位置的讀數(shù)。傳感器90可連接至圖13中所示的控制面板92，控制面板92具有提供數(shù)字讀出的顯示器94，該讀出給出了導(dǎo)向臂18沿著機(jī)架16的位置。控制面板92可具有用于使用者輸入的按鈕96，以(例如)選擇要監(jiān)控哪個(gè)導(dǎo)向臂18。在一個(gè)實(shí)施例中，控制面板92可遠(yuǎn)程定位并安裝在豎式的支承塔架10上。將傳感器90連接至控制面板92的纜線98可布線穿過機(jī)架16和中空擴(kuò)展構(gòu)件14，從而使纜線98免于受到破壞。磁鐵88與傳感器90配合以提供信號(hào)，作為對(duì)沿著傳感器90從控制面板92發(fā)送的電流脈沖的響應(yīng)。來自每個(gè)臂18的信號(hào)可被控制面板92中的電子裝置察覺到，以計(jì)算任何特定導(dǎo)向臂18與預(yù)定的“O”位置的距離，并且數(shù)值可隨后顯示于顯示器94上。傳感器90和控制面板92操作使得操作者可查看任何導(dǎo)向臂18的精確位置?？刂齐娐房捎|發(fā)傳感器90將電流脈沖順著傳感器90內(nèi)包含的電線向下發(fā)送。電線中的電流隨后可在電線周圍形成電場。當(dāng)順著電線向下流的電流到達(dá)所考慮的導(dǎo)向臂18時(shí)，電線的電場便與導(dǎo)向臂18上磁鐵88的磁場相互作用。該相互作用會(huì)在電線中形成扭矩，從而通過臂18生成信號(hào)。傳感器90的電子裝置計(jì)算從順著電線向下發(fā)送電流脈沖至感測到電線中的反應(yīng)信號(hào)用了多長的時(shí)間。通過該信息，識(shí)別出導(dǎo)向臂18的位置并且計(jì)算至目前的“O”位置的距離，并在控制面板92的顯示器上顯示數(shù)值。電子裝置可設(shè)計(jì)為識(shí)別讀取電場磁場位置信號(hào)的磁鐵88。操作者隨后獲得精確位置讀數(shù)，并且可根據(jù)需要通過旋轉(zhuǎn)適當(dāng)?shù)那S32來調(diào)整臂18。如圖14中所示，包括基板傳感器102、控制面板92和致動(dòng)器106的基板跟蹤和調(diào)整系統(tǒng)100可用于在基板6從正?；迓窂交蛭恢玫囊粋?cè)移動(dòng)到另一側(cè)時(shí)跟蹤基板6的位置?；甯櫤驼{(diào)整系統(tǒng)100用于保持機(jī)架16相對(duì)于基板6的位置?；甯檪鞲衅?02可設(shè)置在基板加工機(jī)4上的某個(gè)位置，例如如圖I所示的設(shè)備2的上游，或者跟蹤傳感器102可固定到設(shè)備2上、優(yōu)選地位于固定位置。基板傳感器102可包括激光器、照相機(jī)，以及接近式、氣動(dòng)式、超聲、圖片、光學(xué)或其他合適的感測裝置。 如圖15所示，線性致動(dòng)器106的可移動(dòng)端120可通過致動(dòng)器機(jī)架托架118固定到機(jī)架16上，并且致動(dòng)器106的固定端122可通過致動(dòng)器軌道托架116固定到導(dǎo)軌110上。致動(dòng)器106可通過電機(jī)或其他合適的驅(qū)動(dòng)裝置水力地、氣動(dòng)地、磁性地驅(qū)動(dòng)。機(jī)架16可安裝到圖16中詳細(xì)示出的位于兩對(duì)或更多對(duì)導(dǎo)向輥112上的導(dǎo)軌110上，從而在機(jī)架16未固定到線性致動(dòng)器106上時(shí)，允許機(jī)架16沿著導(dǎo)軌110的長度自由移動(dòng)。導(dǎo)向輥112對(duì)可通過導(dǎo)向輥托架124固定到機(jī)架側(cè)壁42。機(jī)架側(cè)壁42可設(shè)置有多個(gè)沿著其長度的安裝位置，使得導(dǎo)向輥托架124可被附接在彼此相隔不同距離的位置。致動(dòng)器106可通過延伸或收縮而在導(dǎo)軌110上移動(dòng)機(jī)架16。導(dǎo)軌110可通過軌道托架114附接到靜止物件，例如基板加工機(jī)4的機(jī)架。在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備2，其包括一個(gè)至八個(gè)導(dǎo)向臂18、摩擦驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、馬蹄形摩擦制動(dòng)系統(tǒng)38、線性軸承22和磁鐵88，外加傳感器90、導(dǎo)向輥112和軌道托架114以及其他必要元件，但不包括延伸構(gòu)件14、豎式的支承塔架10或?qū)к?10,可重130磅至165鎊，具體重量取決于安裝的導(dǎo)向臂和相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)量。在一些實(shí)施例中，將具有基板跟蹤和調(diào)整系統(tǒng)100的設(shè)備2安裝在基板加工機(jī)4的可操作位置可通過以下過程而實(shí)現(xiàn)首先通過一個(gè)或多個(gè)軌道托架114將導(dǎo)軌110和致動(dòng)器軌道托架116安裝到基板加工機(jī)4的靜止結(jié)構(gòu)元件上。接下來，使用預(yù)安裝在機(jī)架16上的導(dǎo)向輥112和線性致動(dòng)器106，可在如圖2所示的兩個(gè)豎式支承塔架10上將設(shè)備2推入第一對(duì)導(dǎo)向輥112與導(dǎo)軌110的一端相鄰的位置。然后，通過允許導(dǎo)軌110的末端在第一對(duì)導(dǎo)向輥112之間移動(dòng)而將第一對(duì)導(dǎo)向輥112安裝到導(dǎo)軌110上。接下來，移除豎式支承塔架10中的一個(gè)，導(dǎo)軌110支承設(shè)備2的安裝端。接下來，設(shè)備2進(jìn)一步滾動(dòng)到機(jī)器4內(nèi)，直至第二組導(dǎo)軌輥112安裝到導(dǎo)軌110的末端。最終，線性致動(dòng)器106的固定端122附接到致動(dòng)器軌道托架116上。 當(dāng)基板6沿著與帶狀材料8施加相同的方向穿過基板加工機(jī)4時(shí)，基板傳感器102可檢測到基板6的橫向位置?；鍌鞲衅?02可隨后將基板位置信息傳輸?shù)娇刂破?04?？刂泼姘?2可隨后將基板位置與機(jī)架的預(yù)設(shè)位置進(jìn)行比較。如果基板位置和預(yù)設(shè)機(jī)架位置未對(duì)齊，則控制面板92可向致動(dòng)器106發(fā)送命令信號(hào)以將機(jī)架16移至與基板位置對(duì)齊處。使機(jī)架16沿著導(dǎo)軌110移動(dòng)時(shí)，安裝于機(jī)架16上的導(dǎo)軌18中的每一個(gè)都會(huì)同時(shí)移動(dòng)相同距離。這種感測、比較和調(diào)整循環(huán)可連續(xù)地進(jìn)行，以將機(jī)架16和導(dǎo)向臂18保持在相對(duì)于基板6的所需位置。一旦將設(shè)備完全安裝到基板加工機(jī)內(nèi)，操作就可開始。首先將帶狀材料8從批量材料源中取出并使其穿過附接到豎式支承塔架10的多種帶狀導(dǎo)向裝置130或在其周圍穿過，如圖17所示。接下來，帶狀材料在導(dǎo)向臂皮帶輪24周圍穿過并附接到基板6。然后，當(dāng)基板移動(dòng)時(shí)它將帶狀材料從批量材料源拉出，使其穿過導(dǎo)向裝置130和皮帶輪24并將其拉到移動(dòng)基板上。帶狀材料可在基板正移動(dòng)或靜止時(shí)附接到基板。此外，將帶狀材料附接到基板之前或基板開始穿過機(jī)器的移動(dòng)之前，導(dǎo)向臂無需處于沿著機(jī)架的所需橫向位置。當(dāng)基板正移動(dòng)并且?guī)畈牧险环峙鋾r(shí)可對(duì)導(dǎo)向臂進(jìn)行調(diào)整。要調(diào)整每個(gè)材料帶到基底上的定位，如果需要的話，首先松開對(duì)應(yīng)的制動(dòng)系統(tǒng)38，隨后使用者轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)44，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)44可為手動(dòng)曲柄、其繼而旋轉(zhuǎn)曲柄軸32和附接的驅(qū)動(dòng)皮帶輪34。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)皮帶輪34與尾部皮帶輪46協(xié)同合作，使纜線36圍繞環(huán)形移動(dòng)。當(dāng)纜線36移動(dòng)時(shí)，它們會(huì)拉引連接的導(dǎo)向臂18，所述導(dǎo)向臂通過軸承22上的導(dǎo)軌20沿著機(jī)架滑動(dòng)。
·
要測量每個(gè)新位置，每個(gè)導(dǎo)向臂的磁鐵88與傳感器90相互作用并且向控制面板92發(fā)送信號(hào)，表明每個(gè)導(dǎo)向臂18相對(duì)于沿著機(jī)架的預(yù)定“O”位置的位置。使用者可隨后與按鈕96和顯示器94互相配合，以選擇和讀取每個(gè)導(dǎo)向臂的位置。如果導(dǎo)向臂未處于所需位置，則使用者可隨后重復(fù)這些步驟以將導(dǎo)向臂位置調(diào)整地更為精確。一旦所有導(dǎo)向臂16均相似地移至所需新位置，則可以任選地應(yīng)用制動(dòng)系統(tǒng)38以將它們固定就位。使用者也可手動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)44以將導(dǎo)向臂16固定就位?？赏ㄟ^如上所述的多種方法(例如制動(dòng)杠桿或轉(zhuǎn)動(dòng)螺母)應(yīng)用制動(dòng)系統(tǒng)38。在圖8b中示出的實(shí)施例中，可朝著機(jī)架側(cè)壁42旋轉(zhuǎn)制動(dòng)杠桿66，從而利用杠桿66基部的凸輪以朝下拉引附接的馬蹄構(gòu)件64并使其與頭部皮帶輪34產(chǎn)生摩擦接觸。應(yīng)用或不應(yīng)用制動(dòng)系統(tǒng)(通常是應(yīng)用了制動(dòng)系統(tǒng))，帶狀材料的應(yīng)用過程可以開始。為了提高應(yīng)用過程的精確度，可以任選地使用基板跟蹤和調(diào)整系統(tǒng)，以對(duì)移動(dòng)基板從一側(cè)到另一側(cè)的具體位置改變做出反應(yīng)而自動(dòng)地同時(shí)對(duì)所有導(dǎo)向臂進(jìn)行橫向調(diào)整。當(dāng)期望另一個(gè)導(dǎo)向臂的位置變化時(shí)，可重復(fù)這些步驟以重新調(diào)整導(dǎo)向臂，例如在因?yàn)橐苽洳煌漠a(chǎn)物而發(fā)生順序變化時(shí)。所有這些步驟均可在不從基板加工機(jī)移除設(shè)備或不停止基板移動(dòng)的情況下進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明所公開裝置和方法的原理可應(yīng)用于其中的多個(gè)可能實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)至IJ，示出的實(shí)施例僅僅為優(yōu)選實(shí)例并且不應(yīng)當(dāng)視為限制本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于將帶狀材料分配到至少一個(gè)移動(dòng)基板的設(shè)備，包括 至少一個(gè)橫向于基板路徑延伸的機(jī)架； 至少一個(gè)導(dǎo)向臂，各導(dǎo)向臂具有可移動(dòng)地將所述導(dǎo)向臂附接到所述機(jī)架的支承裝置以及用于分配帶狀材料的分配裝置；以及 導(dǎo)向臂定位系統(tǒng)，包括 i)至少一個(gè)連接到所述機(jī)架第一末端的曲柄軸，使得每個(gè)曲柄軸可圍繞該曲柄軸的獨(dú)立軸線旋轉(zhuǎn)；以及 ii)至少一個(gè)摩擦驅(qū)動(dòng)裝置，一個(gè)摩擦驅(qū)動(dòng)裝置連接到每個(gè)曲柄軸和對(duì)應(yīng)導(dǎo)向臂，每個(gè)摩擦驅(qū)動(dòng)裝置均依靠兩個(gè)表面之間的摩擦接觸將曲柄軸的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)轉(zhuǎn)換為導(dǎo)向臂的線性運(yùn)動(dòng)； 其中每個(gè)導(dǎo)向臂能夠通過所述對(duì)應(yīng)曲柄軸的旋轉(zhuǎn)而沿著所述機(jī)架獨(dú)立地移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，每個(gè)摩擦驅(qū)動(dòng)裝置包括 至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)皮帶輪，一個(gè)驅(qū)動(dòng)皮帶輪固定到每個(gè)曲柄軸上， 至少一個(gè)尾部皮帶輪，其可旋轉(zhuǎn)地連接到所述機(jī)架的第二相對(duì)端， 至少一條纜線，一條纜線圍繞每個(gè)驅(qū)動(dòng)皮帶輪和對(duì)應(yīng)尾部皮帶輪延伸并且附接到兩者間的對(duì)應(yīng)導(dǎo)向臂上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述導(dǎo)向臂定位系統(tǒng)還包括至少一個(gè)摩擦制動(dòng)裝置，一個(gè)摩擦制動(dòng)裝置連接到每個(gè)摩擦驅(qū)動(dòng)裝置并由所述機(jī)架支承，并且被構(gòu)造為限制所述對(duì)應(yīng)導(dǎo)向臂的移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，每個(gè)摩擦制動(dòng)裝置包括摩擦表面，所述摩擦表面被構(gòu)造為壓貼所述對(duì)應(yīng)摩擦驅(qū)動(dòng)裝置的元件并且限制所述對(duì)應(yīng)導(dǎo)向臂的運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，馬蹄形構(gòu)件包括所述摩擦表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，離合器狀圓盤形構(gòu)件包括所述摩擦表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，螺母狀的、內(nèi)部具有螺紋的構(gòu)件包括所述摩擦表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，每個(gè)摩擦驅(qū)動(dòng)裝置均基本上物理地封閉。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，第一導(dǎo)向臂設(shè)置在第一移動(dòng)基板上方，并且第二導(dǎo)向臂設(shè)置在所述第一移動(dòng)基板下方。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，一個(gè)導(dǎo)向臂可將帶狀材料分配到所述第一移動(dòng)基板，并且另一個(gè)導(dǎo)向臂可將帶狀材料分配到位于所述第一移動(dòng)基板上方或下方的第二移動(dòng)基板上。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，還包括導(dǎo)向臂位置反饋系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于自動(dòng)確定每個(gè)導(dǎo)向臂相對(duì)于預(yù)定位置的橫向位置并在顯示設(shè)備上顯示所述橫向位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述導(dǎo)向臂位置反饋裝置包括至少一個(gè)磁鐵和至少一個(gè)傳感器。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，還包括用于確定所述基板的所述橫向位置的基板位置傳感器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，還包括致動(dòng)器，所述致動(dòng)器響應(yīng)來自所述基板傳感器裝置的信號(hào)能夠調(diào)整所述機(jī)架相對(duì)于所述基板的所述橫向位置，從而同時(shí)調(diào)整所有所述已安裝導(dǎo)向臂。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，所述基板位置的確定以及所述機(jī)架相對(duì)于所述基板的所述位置的調(diào)整可重復(fù)執(zhí)行，以將所述機(jī)架保持在相對(duì)于所述基板的所需位置。
16.一種用于沿著機(jī)架移動(dòng)至少一個(gè)導(dǎo)向臂的設(shè)備，包括 連接到所述機(jī)架第一末端的至少一個(gè)曲柄軸，使得每個(gè)曲柄軸可圍繞該曲柄軸的獨(dú)立軸線旋轉(zhuǎn)； 至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)皮帶輪，一個(gè)驅(qū)動(dòng)皮帶輪固定到每個(gè)曲柄軸； 至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地連接到所述機(jī)架第二末端的尾部皮帶輪； 至少一條纜線，一條纜線圍繞每個(gè)驅(qū)動(dòng)皮帶輪和對(duì)應(yīng)尾部皮帶輪延伸并附接到兩者間的對(duì)應(yīng)導(dǎo)向臂上； 其中每個(gè)導(dǎo)向臂可通過所述對(duì)應(yīng)曲柄軸的旋轉(zhuǎn)而沿著所述機(jī)架獨(dú)立地移動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，還包括至少一個(gè)摩擦制動(dòng)器，一個(gè)摩擦制動(dòng)器連接到每個(gè)驅(qū)動(dòng)皮帶輪并由所述機(jī)架支承，并且被構(gòu)造為限制所述對(duì)應(yīng)導(dǎo)向臂的移動(dòng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述至少一個(gè)曲柄軸可圍繞與所述至少一個(gè)導(dǎo)向臂的移動(dòng)方向基本上垂直的軸線旋轉(zhuǎn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，具有兩個(gè)或更多個(gè)可圍繞分開的基本平行軸線旋轉(zhuǎn)的曲柄軸。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，所述曲柄軸中的兩個(gè)可圍繞所述同一軸線獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于，存在可圍繞所述同一軸線獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)的兩組或更多組兩個(gè)曲柄軸，每一組均圍繞分開的基本平行軸線旋轉(zhuǎn)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，固定到每個(gè)曲柄軸的所述驅(qū)動(dòng)皮帶輪可在分開的基本平行平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，所述平面與所述曲柄軸旋轉(zhuǎn)軸線垂直。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述曲柄軸中的每一個(gè)均可借助連接到所述機(jī)架外部的所述曲柄軸的機(jī)動(dòng)裝置發(fā)生旋轉(zhuǎn)。
24.一種用于將帶狀材料分配到移動(dòng)基板上的設(shè)備，包括 橫向于所述基板路徑延伸的機(jī)架； 至少一個(gè)導(dǎo)向臂，各導(dǎo)向臂具有可移動(dòng)地將所述導(dǎo)向臂附接到所述機(jī)架的支承裝置以及用于分配帶狀材料的分配裝置； 至少一個(gè)導(dǎo)向臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，各導(dǎo)向臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括連接到所述機(jī)架相對(duì)兩端的軸的兩個(gè)皮帶輪，以及環(huán)繞每個(gè)皮帶輪并且附接到兩者間的對(duì)應(yīng)導(dǎo)向臂的纜線，使得所述導(dǎo)向臂在軸旋轉(zhuǎn)時(shí)移動(dòng)； 至少一個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)，其各自被布置用于可任選地限制對(duì)應(yīng)導(dǎo)向臂的運(yùn)動(dòng)；以及 導(dǎo)向臂位置反饋裝置，用于確定每個(gè)導(dǎo)向臂相對(duì)于預(yù)定位置的橫向位置，并且在顯示裝置上顯示所述橫向位置。
25.一種用于準(zhǔn)備將帶狀材料分配到移動(dòng)基板上的方法，包括 i)轉(zhuǎn)動(dòng)連接到機(jī)架第一末端的至少一個(gè)曲柄軸，使得每個(gè)曲柄軸可圍繞該曲柄軸的獨(dú)立軸線旋轉(zhuǎn)，所述機(jī)架橫向于所述基板路徑延伸，每個(gè)正旋轉(zhuǎn)的曲柄軸從而致動(dòng)摩擦驅(qū)動(dòng)裝置，一個(gè)摩擦驅(qū)動(dòng)裝置連接到每個(gè)曲柄軸和對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向臂，每個(gè)摩擦驅(qū)動(dòng)裝置依靠兩個(gè)表面之間的摩擦接觸將所述曲柄軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為導(dǎo)向臂的線性運(yùn)動(dòng)，每個(gè)摩擦驅(qū)動(dòng)裝置從而將所述對(duì)應(yīng)導(dǎo)向臂移至沿著機(jī)架的所需位置，每個(gè)導(dǎo)向臂具有可移動(dòng)地將所述導(dǎo)向臂連接到所述機(jī)架的支承裝置和用于將帶狀材料分配到所述基板上的分配裝置； ii)使用導(dǎo)向臂位置反饋裝置自動(dòng)地確定每個(gè)導(dǎo)向臂相對(duì)于預(yù)定位置的所述橫向位 置，并在顯示裝置上顯示所述位置； iii)重復(fù)i和ii，直至所述顯示裝置顯示所述導(dǎo)向臂到達(dá)所需位置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于將帶狀材料分配到一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)基板的設(shè)備，所述設(shè)備包括支承導(dǎo)向臂的橫向于所述基板路徑延伸的機(jī)架。每個(gè)導(dǎo)向臂均包括用于分配帶狀材料的皮帶輪，并且能夠通過摩擦驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)沿著所述機(jī)架移動(dòng)，所述摩擦驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括曲柄軸、皮帶輪和纜線。每個(gè)導(dǎo)向臂均可通過摩擦制動(dòng)系統(tǒng)固定就位，所述摩擦制動(dòng)系統(tǒng)包括壓貼所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的元件以摩擦地抑制運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。位置反饋系統(tǒng)測量并顯示所述導(dǎo)向臂的位置。基板跟蹤和調(diào)整系統(tǒng)在所述基板從正常路徑的一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)時(shí)跟蹤所述基板的位置，并沿著導(dǎo)軌自動(dòng)地調(diào)整所述機(jī)架的位置，以將所述導(dǎo)向臂保持在相對(duì)于所述基板的所需位置。
文檔編號(hào)B31F1/28GK102686496SQ201080047264
公開日2012年9月19日 申請日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月19日
發(fā)明者J·A·納什, N·S·施溫勒, O·A·卡萬, T·J·巴倫 申請人:阿達(dá)利斯公司